De modellering van een moot in VIKTOR.

Parametrisch ontwerpen

Ingenieursbureau Lievense werkt veel onderdoorgangen uit, onder andere voor ProRail. Voor de ‘open toeritten’ is een betonnen U-bak met palen een veelvoorkomende oplossing. Deze toeritten zijn erg aantrekkelijk om te parametriseren. Er is vaak sprake van een repeterende vorm van twee wanden en een vloer met bepaalde mootlengte. De vloer wordt gefundeerd op palen.

Oude methode is kostbaar

De uitwerking gaat nu nog vaak op basis van ervaring en redenatie. Vaak wordt gekozen voor oplossingen die zich in eerdere projecten hebben bewezen, de oplossing van maatgevende sneden worden geëxtrapoleerd. Dat is logisch. Het uitwerken van een snede kost veel tijd. Bij deze werkwijze ontbreekt echter een cijfermatige onderbouwing van de gekozen oplossing. Echt inzicht in het ideale ontwerp ontbreekt en dat kan veel geld kosten. Een grove extrapolatie kan enerzijds resulteren in overtollig werk en materiaalkosten, maar het kan ook leiden tot foutieve aannamen en oplopende faalkosten.

Kostenoptimum door paraemtriseren

Beter is het dus een optimum te vinden met globale parameters, zoals kosten. Om tot een oplosrichting te komen, is een applicatie nodig die parameters kan variëren op een interdisciplinair niveau, op basis van paaltypen, aantal palen, paallengten versus toegepaste wapening, vloerdikte, enzovoort. Door de constructieve en geotechnische modellen aan het kostenmodel te koppelen en al deze parameters te combineren, kan het kostenoptimum worden gevonden. Een gebruiker kan dan de domeinen bepalen waarbinnen de applicatie zelfstandig deze paramaters kan variëren en op basis waarvan uitkomstenoptima gevonden moeten worden (denk aan kosten, planning of risico’s). Omdat er vaak meerdere opties dicht bij elkaar liggen, kan een gebruiker ook meerdere geoptimaliseerde versies laten genereren en hier een afweging in maken.

Applicatieontwikkeling

De afstemming van parameters en het definiëren van het proces vormden het startpunt voor de ingenieurs van Lievense en ontwikkelaars van MOCS. Lievense is daarbij als expert en gebruiker betrokken, terwijl MOCS het webbased parametrische model maakt en zorgt dat het proces tot op het juiste niveau wordt geautomatiseerd. Er zijn drie expertises samengebracht vanuit Lievense: constructief, geotechnisch en kostentechnisch. Op die manier kan er een multidisciplinaire optimalisatie worden uitgevoerd.

Applicatieworkflow

Binnen de onlineapplicatie geeft de gebruiker per project de paaltypen aan die beschikbaar zijn met de verschillende eenheidsprijzen. Binnen een project kunnen dan de moten worden ontworpen. Onder een moot kan een gebruiker de GEF-bestanden uploaden horend bij de sonderingen die binnen een moot zijn gemaakt (GEF is een gestandaardiseerd uitwisselingsformaat voor de opslag en overdracht van geotechnische gegevens). Er volgt een suggestie voor een interpretatie die een geotechnisch adviseur kan aanpassen.

Modellering

De modellering van een moot begint met een globaal SCIA-model zonder palen. Zo voorkom je handmatige invoer van gegevens die al vaststaan en in een andere bron al beschikbaar zijn. Dit SCIA-bestand wordt door de gebruiker geüpload via drag&drop. In VIKTOR kan de gebruiker op twee manieren een palenplan ontwerpen. “Eenvoudig”: de gebruiker geeft in x- en y-richting een gewenst aantal palen. “Gedetailleerd”: de gebruiker kan rijen / kolommen palen toevoegen, met een hart-op-hartafstand ten opzichte van de vorige rij / kolom. Andere parameters die de constructeur kan beheren, zijn bijvoorbeeld wapeningsdekkingen, betonsterkteklassen en andere ontwerpkeuzen.

Multidisciplinaire berekeningen

Het is mogelijk met één druk op de knop de opgegeven situatie geheel automatisch door te rekenen. Alle programma’s (in dit geval SCIA, D-Foundations en meerdere Excelsheets) worden op de achtergrond gerund en er zijn geen menselijke handelingen vereist om de gehele multidisciplinaire berekening uit te voeren. Het draagvermogen van de paalconfiguratie volgt uit D-foundations en het benodigde draagvermogen uit SCIA. Ook de snedekrachten worden door de VIKTOR-applicatie uit SCIA gelezen. Via een gekoppelde Excelsheet kan VIKTOR deze omzetten in een benodigde hoeveelheid wapening. Alle uitgerekende eigenschappen bij elkaar bepalen de kostprijs van een ontwerp. De uitkomsten van alle berekeningen worden in VIKTOR weergegeven.

Overzichtelijke resultaten

Omdat dit stuk van het proces nu geheel is geautomatiseerd, kan VIKTOR ook een grote hoeveelheid verschillende palenplannen zelf genereren en doorrekenen. Doordat alle parameters elkaar beïnvloeden, is het niet altijd duidelijk welke keuze uiteindelijk de goedkoopste is. Lievense is vooral geïnteresseerd in de onderlinge verbanden. Deze worden in VIKTOR in een overzicht geplot. Hierdoor kan de constructeur met behulp van zijn kennis en expertise gedegen keuzen maken. Als controlefunctionaliteit en om goed overzicht te houden over de gegenereerde ontwerpen, kan Lievense bestanden van gemaakte D-foundations- en SCIA-sommen downloaden en ‘lokaal’ bekijken.

RESULTAAT

Er waren slechts twee ‘sprints’ nodig om de volledige applicatie te ontwikkelen. Primair is het resultaat inzicht in de invloed van de verschillende parameters, de gevoeligheid van de parameters ten opzichte van elkaar en een ‘optimale’ oplossingsrichting. Het is mogelijk in kort tijdsbestek meer varianten te beschouwen dan voorheen, waardoor de ‘optimale’ oplossingsrichting beter cijfermatig kan worden onderbouwd. Dit kan veel waarde opleveren. In eerste instantie in geld, maar met andere modellen zou dit ook kunnen in termen van risico’s, bouwtijd, uitvoerbaarheid of andere KPI’s.

Ontdek hoe jouw organisatie kan profiteren van een geautomatiseerd ontwerpproces!